二叉树的层序遍历原理+LeetCode真题练习

Posted 2021-09-03 国家一级建筑师

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了二叉树的层序遍历原理+LeetCode真题练习相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

二叉树的层序遍历

层序遍历是继前序、中序、后序遍历之后的第二类遍历方式。

一、层序遍历

假设二叉树根节点(root)所在层数为1，层序遍历就是从根节点出发，首先访问根节点，接着从左到右的访问第二层上的节点，接着是第三层，以此类推直到最后一个节点。

就像图中一样，先从根节点A开始，接着访问第二层的B节点，从左至右，自上而下。

文章目录

二叉树的层序遍历
三、 LeetCode实战
- 3.1 解题思路

二、代码实现

2.1 这里我们用一个队列来辅助实现层序遍历，具体做法如下。
(1) 我们都知道，队列的特点是先进先出，一开始从根节点root开始判断，如果队列不为空我们就把A放进队列当中,紧接着判断当前队列是否为空，不为空的话就弹出队列的一个元素，这里是A，我们在以一个引用top来记录弹出来的节点并且打印A。

（2）判断A的左数是否为空，不为空的话就把A的左入队，在判断A的右是否为空，不为空的话把右入队。

（3）继续判断当前队列是否为空，不为空的花弹出一个元素，此时是将B弹出，并且打印。

(4)重复以上步骤，直到遍历完所有节点。
代码如下

    void leverOrderTraversal(TreeNode root){
        //判断根节点是否为空，为空直接返回。
        if(root==null){
            return;
        }
        //用一个队列来辅助操作
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        //首先将根节点入队
        queue.offer(root);
        //写一个循环，如果这时候的队列不为空就定义一个top记录弹出的元素
        while (!queue.isEmpty()){
            //队列不为空，就打印当前弹出的top
            TreeNode top=queue.poll();
            System.out.print(top.val+" ");
            //如果top的左不为空，就把左放进队列里
            if(top.left!=null){
                queue.offer(top.left);
            }
            //如果top的右不为空，就把右放进队列里
            if(top.right!=null){
                queue.offer(top.right);
            }
            //放完之后在判断队列是否为空，不为空继续弹出第一个元素，直到遍历完。
        }
        System.out.println();
    }
}

好了，这就是二叉树的层序遍历，相信聪明的你已经掌握了。

三、 LeetCode实战

下面我们来做一道leetcode题在巩固练习一下。给小伙伴附上连接。
https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/

和我们上面讲的差不多，但你仔细观察的话会发现，leetcode这里返回的是一个个集合。题目给的函数的返回值也是这样的。

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {

    }
}

返回了一个List嵌套的List，这时候你可能有点懵，其实和二维数组是差不多一个道理的。

3.1 解题思路

题目的返回结果是List，所以我们也要自己创建一个List，层序遍历的代码我们已经会写了，题目只是不再要我们打印出来而是直接返回一个List。我们发现每一层的list，都存放了一层的二叉树的元素。如上图。代码具体的步骤我写在备注里了。

       public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        //函数的返回值是List，我们就创建一个ret。
        List<List<Integer>> ret=new ArrayList<>();
          if(root==null){
              return  ret;
          }
          //创建队列来实现层序遍历
          Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
          queue.offer(root);
          while (!queue.isEmpty()){
              //用size来记录当前这一层的大小
              int size=queue.size();
              List<Integer> list=new ArrayList<>();
              while (size!=0){
                  TreeNode top=queue.poll();
                  list.add(top.val);
                  if (top.left!=null){
                      queue.offer(top.left);
                  }
                  if(top.right!=null){
                      queue.offer(top.right);
                  }
                  //刚才已经弹出去一个，所以这里size要减一个
                  size--;
              }
              //把这一次List放到ret当中,因为ret是List嵌套的List，这样ret就能存下每一层的数据
              ret.add(list);
          }
          //遍历完每一层，这时返回ret；
          return  ret;
    }